專利名稱：聚合氯化鋁免加熱的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種絮凝劑聚合氯化鋁的生產方法，特別是涉及一種聚合氯化鋁免加熱的生產方法。
背景技術：
聚合氯化鋁是一種無機高分子絮凝劑，廣泛應用于城市和各種工業給水凈化處理、工業廢水的深度凈化處理、油田地下水回注及污泥處理等領域。聚合氯化鋁是一種目前技術比較成熟、市場銷量最大的無機高分子水處理絮凝劑，雖然關于聚合氯化鋁的生產工藝相對來說比較成熟，但是在某種程度上仍存在有一定的缺陷。聚合氯化鋁(PAC)是一種常用的高效水處理添加劑，鹽酸、鋁酸鈣粉和鋁土礦等含鋁原料是制備聚合氯化鋁主要的原材料。隨著經濟的不斷發展，人們對環境的日益重視，作為高效水處理添加劑的PAC用量也越來越大。目前PAC的生產工藝對環境和資源保護均十分不利，并且加熱設備投資較大，不利于減排、降耗、節能。目前，生產聚合氯化鋁的現有技術存在的主要問題為
1、反應過程中需要蒸氣加熱，因而需要投資鍋爐等加熱設備，投資較大；
2、浪費能源由于現有生產聚合氯化鋁的反應過程中，需要通過兩次蒸氣加熱，每次加熱時間不少于2小時，從而需要使用大量的能源，并且排放大量的廢酸蒸氣，造成能源浪費。3、現有生產聚合氯化鋁反應過程中，因蒸氣加熱導致增加了反應設備的內壓(蒸氣壓力一般在0. 6Mpa以上)，從而使其反應所產生的廢氣從加料口處溢出，廢氣的溢出不僅對操作人員的人身安全造成了危害，而且對環境也造成了污染，熱量由于沒有回收也被浪費。4、現有生產聚合氯化鋁反應過程中產生的鹽酸蒸氣溢出，造成了原材料的浪費。5、現有生產技術中采用涼水進行配酸，延長了加熱時間，由此既浪費能源又增加工人勞動強度。關于絮凝劑聚合氯化鋁也有不少專利文獻。例如1、申請號為200810204171. 0、 發明名稱為“聚合氯化鋁的制備方法”的發明專利，該發明專利將含鋁廢酸或廢酸至于反應釜，同時加入廢鋁或鋁礬土，充分利用廢酸與鋁發生放熱反應的熱能進行預加熱，然后補充加熱至溫度為95 105°C，保持3 5小時以使聚合反應完全。沉淀或過濾法進行產品分離和富集。2、申請號為200810183878. 8、發明名稱為“用鋁酸鈣粉生產聚合氯化鋁”的發明專利，該發明專利是采用鋁酸鈣粉為原料制備聚合氯化鋁。
發明內容
本發明的目的是克服聚合氯化鋁現有生產技術中蒸氣加熱、浪費能源等缺陷，提供一種聚合氯化鋁免加熱的生產方法。為了解決上述問題，本發明采用的技術方案是本發明提供一種聚合氯化鋁免加熱的生產方法，所述生產方法包括以下步驟
a、配酸以1噸質量百分濃度為30%的鹽酸為加料基準，將其鹽酸加入反應罐中，然后加入步驟b或步驟d中的吸收循環水，將質量百分濃度為30%的鹽酸稀釋至質量百分濃度為15 20% ；
b、在不斷攪拌的條件下，往反應罐中加入220 350kg鋁礬土，然后加入適量的鋁酸鈣粉，通過鹽酸與鋁酸鈣粉之間的放熱反應，反應液的溫度隨著鋁酸鈣粉的加入不斷升高， 當反應液的溫度上升至84 87°C時停止加入鋁酸鈣粉，反應液的溫度自行升溫至95 105°C，在此溫度條件下反應1. 5 2小時，反應結束；在此反應過程中產生的鹽酸蒸氣利用吸收設備回收利用，鹽酸蒸氣回收利用過程中的吸收循環水應用到步驟a進行配酸或步驟 c中稀釋反應液；
C、利用步驟b鹽酸蒸氣回收利用過程中的吸收循環水稀釋步驟b反應結束后的反應液，將其反應液的濃度稀釋至20 25波美度；
d、聚合反應在步驟c稀釋后的反應液中加入鋁酸鈣粉250 300kg，通過鹽酸與鋁酸鈣粉之間的放熱反應，反應液的溫度自行升至100 105°C，在此溫度條件下反應40 90 分鐘，反應結束后利用吸收循環水稀釋反應液至所需濃度，稀釋后出料，得到產品液體聚合氯化鋁；在此反應過程中產生的鹽酸蒸氣利用吸收設備回收利用，鹽酸蒸氣回收利用過程中的吸收循環水用于步驟a進行配酸或步驟c中稀釋反應液。根據上述的聚合氯化鋁免加熱的生產方法，步驟a中所述吸收循環水的溫度為 50 60 。根據上述的聚合氯化鋁免加熱的生產方法，步驟b中所述鋁礬土中Al2O3的質量百分含量為25 40% ；所述鋁酸鈣粉中Al2O3的質量百分含量為48 55%，活性Ca為9 13。根據上述的聚合氯化鋁免加熱的生產方法，步驟b中反應結束后反應液的濃度為 35 38波美度。根據上述的聚合氯化鋁免加熱的生產方法，步驟b中所述鹽酸蒸氣回收利用過程中吸收循環水的溫度為50 60°C。根據上述的聚合氯化鋁免加熱的生產方法，步驟c中所述將其反應液的濃度稀釋至20 25波美度時，反應液的溫度為68 72°C。根據上述的聚合氯化鋁免加熱的生產方法，步驟b和步驟d中所述鋁酸鈣粉中 Al2O3的質量百分含量為48 55%，活性Ca為9 13。根據上述的聚合氯化鋁免加熱的生產方法，步驟d中所述鹽酸蒸氣回收利用過程中吸收循環水的溫度為50 60°C。本發明的積極有益效果
1、本發明利用鹽酸與鋁和氧化鈣的放熱反應，通過控制原料的加入及其加入方式，研制出一種不需要加熱即可制備聚合氯化鋁的生產方法。本發明方法由于不需要蒸氣加熱， 節省了加熱設備投資，從而降低了投資成本，從而起到了節能、減排和降耗的作用。2、本發明利用吸收設備，對其反應過程中產生的鹽酸蒸氣進行吸收，并將吸收循環水用于反應中配酸或稀釋反應液。鹽酸蒸氣的回收利用既有利于操作人員的身體健康安全，又解決了能源和材料的浪費，增加了企業收入，同時又解決了鹽酸蒸氣外溢對環境造成的污染。因而，本發明實現了節能、減排、降耗的效果，具有顯著的經濟效益和社會效益。
3、本發明生產聚合氯化鋁的反應設備是在常壓條件下進行，能夠安全生產并可延長反應設備的使用壽命。4、本發明生產聚合氯化鋁過程中投料即為加熱，與現有技術相比，可減少加熱時間4小時以上，明顯降低了工人的勞動時間和強度。5、本發明生產聚合氯化鋁的反應設備為常壓設備，在攪拌設備功能允許的情況下，可有效擴大反應罐的容量，從而加大投料量，提高生產量。具體實施例方式
以下實施例僅為了進一步說明本發明，并不限制本發明的內容。實施例1 一種聚合氯化鋁免加熱的生產方法
技術領域：
本發明聚合氯化鋁免加熱的生產方法，所述生產方法的詳細步驟如下
a、配酸以1噸質量百分濃度為30%的鹽酸為加料基準，將其鹽酸加入反應罐中，然后加入步驟b或步驟d中的吸收循環水(吸收循環水的溫度為50 60°C )，將質量百分濃度為 30%的鹽酸稀釋至質量百分濃度為18% ；
b、在不斷攪拌的條件下，往反應罐中加入290kg鋁礬土(鋁礬土中Al2O3的質量百分含量為25 40%)，然后加入適量的鋁酸鈣粉(鋁酸鈣粉中Al2O3的質量百分含量為48 55%， 活性Ca為9 13)，通過鹽酸與鋁酸鈣粉之間的放熱反應，反應液的溫度隨著鋁酸鈣粉的加入不斷升高，當反應液的溫度上升至85 86°C時停止加入鋁酸鈣粉，反應液的溫度自行升溫至98 100°C，在此溫度條件下反應1. 8小時，反應結束，反應結束后反應液的濃度為36 波美度；在此反應過程中產生的鹽酸蒸氣利用吸收設備回收利用，鹽酸蒸氣回收利用過程中的吸收循環水應用到步驟a進行配酸或步驟c中稀釋反應液(吸收循環水的溫度為50 60 °C)；
c、利用步驟b鹽酸蒸氣回收利用過程中的吸收循環水稀釋步驟b反應結束后的反應液，將其反應液的濃度稀釋至23波美度，此時反應液的溫度為70°C ；
d、聚合反應在步驟c稀釋后的反應液中加入鋁酸鈣粉(鋁酸鈣粉中Al2O3的質量百分含量為48 55%，活性Ca為9 13)，通過鹽酸與鋁酸鈣粉之間的放熱反應，反應液的溫度自行升至102 103°C，在此溫度條件下反應50分鐘，反應結束后利用吸收循環水稀釋反應液至所需濃度，稀釋后出料，得到產品液體聚合氯化鋁；在此反應過程中產生的鹽酸蒸氣利用吸收設備回收利用，鹽酸蒸氣回收利用過程中的吸收循環水用于步驟a進行配酸或步驟c中稀釋反應液(吸收循環水的溫度為50 60°C)。實施例2 與實施例1基本相同，不同之處在于
本發明聚合氯化鋁免加熱的生產方法，所述生產方法的詳細步驟如下 步驟a中將質量百分濃度為30%的鹽酸稀釋至質量百分濃度為15% ； 步驟b中往反應罐中加入260kg鋁礬土，當反應液的溫度上升至85 86°C時停止加入鋁酸鈣粉，反應液的溫度自行升溫至96 98°C，在此溫度條件下反應1. 9小時，反應結束，反應結束后反應液的濃度為38波美度；
步驟c中將其反應液的濃度稀釋至20波美度，此時反應液的溫度為68°C ； 步驟d中在步驟c稀釋后的反應液中加入鋁酸鈣粉250kg，反應液的溫度自行升至 100 102°C，在此溫度條件下反應80分鐘。實施例3 與實施例1基本相同，不同之處在于本發明聚合氯化鋁免加熱的生產方法，所述生產方法的詳細步驟如下 步驟a中將質量百分濃度為30%的鹽酸稀釋至質量百分濃度為20% ； 步驟b中往反應罐中加入320kg鋁礬土，當反應液的溫度上升至85 86°C時停止加入鋁酸鈣粉，反應液的溫度自行升溫至103 104°C，在此溫度條件下反應1. 6小時，反應結束，反應結束后反應液的濃度為35波美度；
步驟c中將其反應液的濃度稀釋至22波美度，此時反應液的溫度為69°C ； 步驟d中在步驟c稀釋后的反應液中加入鋁酸鈣粉300kg，反應液的溫度自行升至 104 105°C，在此溫度條件下反應40分鐘。實施例4 與實施例1基本相同，不同之處在于
本發明聚合氯化鋁免加熱的生產方法，所述生產方法的詳細步驟如下 步驟a中將質量百分濃度為30%的鹽酸稀釋至質量百分濃度為19% ； 步驟b中往反應罐中加入350kg鋁礬土，當反應液的溫度上升至86 87°C時停止加入鋁酸鈣粉，反應液的溫度自行升溫至103 105°C，在此溫度條件下反應1. 5小時，反應結束，反應結束后反應液的濃度為37波美度；
步驟c中將其反應液的濃度稀釋至25波美度，此時反應液的溫度為72°C ； 步驟d中在步驟c稀釋后的反應液中加入鋁酸鈣粉^^kg，反應液的溫度自行升至 100 102°C，在此溫度條件下反應90分鐘。實施例5 與實施例1基本相同，不同之處在于
本發明聚合氯化鋁免加熱的生產方法，所述生產方法的詳細步驟如下 步驟a中將質量百分濃度為30%的鹽酸稀釋至質量百分濃度為17% ； 步驟b中往反應罐中加入220kg鋁礬土，當反應液的溫度上升至84 85°C時停止加入鋁酸鈣粉，反應液的溫度自行升溫至95 97°C，在此溫度條件下反應2. 0小時，反應結束，反應結束后反應液的濃度為36波美度；
步驟c中將其反應液的濃度稀釋至22波美度，此時反應液的溫度為70°C ； 步驟d中在步驟c稀釋后的反應液中加入鋁酸鈣粉^K)kg，反應液的溫度自行升至 102 103°C，在此溫度條件下反應85分鐘。
權利要求
1.一種聚合氯化鋁免加熱的生產方法，其特征在于，所述生產方法包括以下步驟a、配酸以1噸質量百分濃度為30%的鹽酸為加料基準，將其鹽酸加入反應罐中，然后加入步驟b或步驟d中的吸收循環水，將質量百分濃度為30%的鹽酸稀釋至質量百分濃度為15 20% ；b、在不斷攪拌的條件下，往反應罐中加入220 350kg鋁礬土，然后加入適量的鋁酸鈣粉，通過鹽酸與鋁酸鈣粉之間的放熱反應，反應液的溫度隨著鋁酸鈣粉的加入不斷升高， 當反應液的溫度上升至84 87°C時停止加入鋁酸鈣粉，反應液的溫度自行升溫至95 105°C，在此溫度條件下反應1. 5 2小時，反應結束；在此反應過程中產生的鹽酸蒸氣利用吸收設備回收利用，鹽酸蒸氣回收利用過程中的吸收循環水應用到步驟a進行配酸或步驟 c中稀釋反應液；C、利用步驟b鹽酸蒸氣回收利用過程中的吸收循環水稀釋步驟b反應結束后的反應液，將其反應液的濃度稀釋至20 25波美度；d、聚合反應在步驟c稀釋后的反應液中加入鋁酸鈣粉250 300kg，通過鹽酸與鋁酸鈣粉之間的放熱反應，反應液的溫度自行升至100 105°C，在此溫度條件下反應40 90 分鐘，反應結束后利用吸收循環水稀釋反應液至所需濃度，稀釋后出料，得到產品液體聚合氯化鋁；在此反應過程中產生的鹽酸蒸氣利用吸收設備回收利用，鹽酸蒸氣回收利用過程中的吸收循環水用于步驟a進行配酸或步驟c中稀釋反應液。
2.根據權利要求1所述的聚合氯化鋁免加熱的生產方法，其特征在于步驟a中所述吸收循環水的溫度為50 60°C。
3.根據權利要求1所述的聚合氯化鋁免加熱的生產方法，其特征在于步驟b中所述鋁礬土中Al2O3的質量百分含量為25 40% ；所述鋁酸鈣粉中Al2O3的質量百分含量為48 55%，活性Ca為9 13。
4.根據權利要求1所述的聚合氯化鋁免加熱的生產方法，其特征在于步驟b中反應結束后反應液的濃度為35 38波美度。
5.根據權利要求1所述的聚合氯化鋁免加熱的生產方法，其特征在于步驟b中所述鹽酸蒸氣回收利用過程中吸收循環水的溫度為50 60°C。
6.根據權利要求1所述的聚合氯化鋁免加熱的生產方法，其特征在于步驟c中所述將其反應液的濃度稀釋至20 25波美度時，反應液的溫度為68 72°C。
7.根據權利要求1所述的聚合氯化鋁免加熱的生產方法，其特征在于步驟b和步驟d 中所述鋁酸鈣粉中Al2O3的質量百分含量為48 55%，活性Ca為9 13。
8.根據權利要求1所述的聚合氯化鋁免加熱的生產方法，其特征在于步驟d中所述鹽酸蒸氣回收利用過程中吸收循環水的溫度為50 60°C。
全文摘要
本發明公開了一種聚合氯化鋁免加熱的生產方法，首先將原料鹽酸稀釋至所需濃度，然后在不斷攪拌的條件下加入鋁礬土，并加入適量的鋁酸鈣粉至反應液的溫度升至84～87℃，然后通過放熱自行升溫至95～105℃進行反應，反應結束后測其反應液的濃度，并將反應液的濃度稀釋至所需濃度，接著加入鋁酸鈣粉進行聚合反應，反應結束后調節反應液的濃度至所需濃度，得到產品液體聚合氯化鋁。利用本發明方法制備聚合氯化鋁不需要蒸氣加熱，從而節省了加熱設備，并且反應過程中產生的鹽酸蒸氣通過吸收設備回收利用。因而，本發明投資成本低，節能、降耗、減排，有利于環境保護，具有顯著的經濟效益和社會效益。
文檔編號C01F7/56GK102275965SQ20111021179
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月27日 優先權日2011年7月27日
發明者周松玉 申請人:周松玉